BR112019001321B1 - Process for the oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene. - Google Patents

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Abstract

Trata-se de processos e sistemas de reação associados para a desidrogenação oxidativa de etano. Em particular, é fornecido um processo que compreende fornecer um gás de alimentação que compreende etano e oxigênio a um reator de leito fixo multitubular, permitir que o etano e o oxigênio reajam na presença de um catalisador de desidrogenação oxidativa para produzir um efluente de reator que compreende etileno; fornecer um refrigerante a uma região a montante de um espaço de invólucro interior do reator em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação; e remover o refrigerante da região a montante e fornecer pelo menos uma porção do refrigerante removido da região a montante para a região a jusante em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação.These are processes and associated reaction systems for the oxidative dehydrogenation of ethane. In particular, a process is provided which comprises supplying a feed gas comprising ethane and oxygen to a multitubular fixed bed reactor, allowing the ethane and oxygen to react in the presence of an oxidative dehydrogenation catalyst to produce a reactor effluent which comprises ethylene; supplying a refrigerant to an upstream region of an inner shell space of the reactor in a flow pattern that is countercurrent to the flow of the feed gas; and removing the refrigerant from the upstream region and supplying at least a portion of the refrigerant removed from the upstream region to the downstream region in a flow pattern that is concurrent with the flow of the feed gas.

Description

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a desidrogenação oxidativa de etano.[001] The present invention relates to a process for the oxidative dehydrogenation of ethane.

ANTECEDENTESBACKGROUND

[002] É conhecida a desidrogenação oxidativa de etano resultando em etileno, em um processo de desidrogenação oxidativa (oxidesidrogenação; ODH). Exemplos de processos de ODH de etano são, por exemplo, descritos nos documentos US7091377, WO2003064035, US20040147393,WO2010096909 e US20100256432. A desidrogenação oxidativa de etano converte etano em etileno. Nesse processo, o etano reage com oxigênio na presença de um catalisador de ODH para produzir uma corrente de produto compreendendo predominantemente etileno, juntamente com os reagentes que não reagiram (tais como etano e oxigênio), e tipicamente outros gases e/ou subprodutos (tais como monóxido de carbono, dióxido de carbono, água).[002] The oxidative dehydrogenation of ethane is known to result in ethylene, in a process of oxidative dehydrogenation (oxydehydrogenation; ODH). Examples of ethane ODH processes are, for example, described in US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 and US20100256432. The oxidative dehydrogenation of ethane converts ethane to ethylene. In this process, ethane reacts with oxygen in the presence of an ODH catalyst to produce a product stream comprising predominantly ethylene, along with unreacted reactants (such as ethane and oxygen), and typically other gases and/or by-products (such as such as carbon monoxide, carbon dioxide, water).

[003] Em geral, o rendimento de etileno em um processo de ODH é reduzido pelas reações de combustão indesejáveis de etano e etileno, sendo ambos altamente exotérmicos e geram dióxido de carbono e/ou monóxido de carbono. Como é geralmente o caso em tais processos exotérmicos, é importante controlar a temperatura de reação dentro de uma certa faixa para manter a operação da usina eficaz e segura e também para prolongar a vida útil do catalisador e inibir reações colaterais indesejáveis. Sabe-se que um reator de leito fixo multitubular pode ser usado para conduzir tais reações exotérmicas, com o reator empregando uma pluralidade de tubos contendo um leito fixo de particulados de catalisador, e uma carcaça na qual os tubos são contidos através da qual circula refrigerante para facilitar a remoção do calor da reação.[003] In general, the ethylene yield in an ODH process is reduced by the undesirable combustion reactions of ethane and ethylene, both of which are highly exothermic and generate carbon dioxide and/or carbon monoxide. As is often the case in such exothermic processes, it is important to control the reaction temperature within a certain range to maintain efficient and safe plant operation and also to prolong catalyst life and inhibit undesirable side reactions. It is known that a multitube fixed bed reactor can be used to conduct such exothermic reactions, with the reactor employing a plurality of tubes containing a fixed bed of catalyst particulates, and a shell in which the tubes are contained through which coolant flows. to facilitate the removal of the heat of reaction.

[004] Normalmente, é desejável manter as condições isotérmicas no lado do refrigerante do reator. Isso é normalmente conseguido usando-se um meio de ebulição (por exemplo, água/vapor, querosene) como refrigerante, em que o gás de alimentação de entrada de baixa temperatura é pré-aquecido à temperatura de reação às custas do refrigerante que entra na carcaça a uma temperatura mais alta, ou através da circulação de um refrigerante que está em fluxo de contracorrente com o fluxo dos reagentes através dos tubos a uma taxa de circulação suficientemente alta, de modo a remover rapidamente o calor. No entanto, reatores de leito fixo usados em reações exotérmicas podem mesmo assim ter a propensão de desenvolver um ou mais "pontos quentes" em várias regiões do reator.[004] Normally, it is desirable to maintain isothermal conditions on the coolant side of the reactor. This is normally achieved by using a boiling medium (e.g. water/steam, kerosene) as the refrigerant, where the low temperature inlet feed gas is preheated to reaction temperature at the expense of the refrigerant entering the housing at a higher temperature, or by circulating a refrigerant that is in countercurrent flow with the flow of reactants through the tubes at a sufficiently high circulation rate so as to rapidly remove heat. However, fixed bed reactors used in exothermic reactions may still have the propensity to develop one or more "hot spots" in various regions of the reactor.

[005] Na tentativa de evitar a formação indesejável dos chamados “pontos quentes" (um pico de temperatura localizado) no leito do catalisador, uma solução comumente proposta é reduzir o diâmetro dos tubos, a fim de aumentar a taxa de transferência de calor por volume unitário do catalisador. No entanto, isso normalmente aumenta o custo associado à construção do reator e também aumenta a quantidade de tempo necessária para carregar e descarregar o catalisador nos tubos. Da mesma forma, também pode limitar um pouco o tamanho/forma do catalisador que pode ser usado. Do mesmo modo, se os comprimentos dos tubos forem significativamente aumentados, a queda de pressão através do reator pode também aumentar indesejavelmente. Outra solução comumente proposta é operar com menor produtividade ou menor conversão, por exemplo, diluindo o catalisador com uma substância inerte. No entanto, isso também tem a desvantagem de aumentar o custo e tipicamente aumenta a dificuldade de recuperação posterior do catalisador gasto do reator para regeneração, se desejado.[005] In an attempt to avoid the undesirable formation of so-called "hot spots" (a localized temperature peak) in the catalyst bed, a commonly proposed solution is to reduce the diameter of the tubes in order to increase the heat transfer rate by unit volume of the catalyst. However, this typically increases the cost associated with building the reactor and also increases the amount of time required to load and unload the catalyst into the tubes. Likewise, it can also somewhat limit the size/shape of the catalyst that can be used. Likewise, if tube lengths are significantly increased, the pressure drop across the reactor may also increase undesirably. Another commonly proposed solution is to operate with lower throughput or lower conversion, for example, diluting the catalyst with an inert substance. However, this also has the disadvantage of increasing cost and typically increases the difficulty of later recovery of spent reactor catalyst for regeneration, if desired.

[006] Por conseguinte, os presentes inventores procuraram proporcionar processos melhorados para a desidrogenação oxidativa de etano. Em particular, os presentes inventores procuraram proporcionar processos de ODH que utilizam um reator de leito fixo multitubular em que a geração de pontos quentes no leito de catalisador é evitada ou reduzida, evitando ou minimizando assim o risco de uma fuga do reator.[006] Therefore, the present inventors sought to provide improved processes for the oxidative dehydrogenation of ethane. In particular, the present inventors have sought to provide ODH processes that utilize a multitube fixed bed reactor in which the generation of hot spots in the catalyst bed is avoided or reduced, thereby preventing or minimizing the risk of a reactor leak.

SUMÁRIOSUMMARY

[007] Em um aspecto, é fornecido um processo para a desidrogenação oxidativa de etano para etileno, em que o processo compreende:fornecer um reator de leito fixo multitubular que compreende uma entrada de reator, um espaço de invólucro interior, uma divisão perfurada que divide o espaço de invólucro interior em uma região a montante e uma região a jusante, e uma pluralidade de tubos de reator, em que a pluralidade de tubos de reator compreende um leito de catalisador que compreende um catalisador de desidrogenação oxidativa; fornecer um gás de alimentação que compreende etano e oxigênio à entrada de reator e permitir que o etano e oxigênio reajam na presença do catalisador de desidrogenação oxidativa para produzir um efluente de reator que compreende etileno; fornecer um refrigerante à região a montante em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator; e retirar o refrigerante da região a montante e fornecer pelo menos uma porção do refrigerante retirado da região a montante para a região a jusante em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator.[007] In one aspect, there is provided a process for the oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene, wherein the process comprises: providing a multitubular fixed bed reactor comprising a reactor inlet, an interior casing space, a perforated partition that divides the inner shell space into an upstream region and a downstream region, and a plurality of reactor tubes, wherein the plurality of reactor tubes comprise a catalyst bed comprising an oxidative dehydrogenation catalyst; supplying a feed gas comprising ethane and oxygen to the reactor inlet and allowing the ethane and oxygen to react in the presence of the oxidative dehydrogenation catalyst to produce a reactor effluent comprising ethylene; supplying a refrigerant to the upstream region in a flow pattern that is countercurrent to the flow of the feed gas through the plurality of reactor tubes; and withdrawing the refrigerant from the upstream region and supplying at least a portion of the refrigerant withdrawn from the upstream region to the downstream region in a flow pattern that is concurrent with the flow of the feed gas through the plurality of reactor tubes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[008] Algumas modalidades exemplificativas específicas da revelação podem ser entendidas referindo-se, em parte, à descrição seguir e aos desenhos anexos.[008] Some specific exemplary embodiments of the disclosure may be understood by referring, in part, to the following description and accompanying drawings.

[009] A Figura 1 é uma ilustração esquemática mostrando uma modalidade exemplificativa da presente divulgação.[009] Figure 1 is a schematic illustration showing an exemplary embodiment of the present disclosure.

[0010] Embora a presente revelação seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, as modalidades exemplificativas específicas foram mostradas nas Figuras e são descritas no presente documento mais detalhadamente. No entanto, deve-se entender que a descrição de modalidades exemplificativas específicas não está destinada a limitar a invenção às formas particulares reveladas, porém, do contrário, a presente revelação deve abranger todas as modificações e equivalentes, conforme ilustrado, em parte, pelas reivindicações anexas.[0010] While the present disclosure is susceptible to various modifications and alternative forms, specific exemplary embodiments have been shown in the Figures and are described herein in more detail. However, it is to be understood that the description of specific exemplary embodiments is not intended to limit the invention to the particular forms disclosed, but otherwise, the present disclosure should cover all modifications and equivalents as illustrated, in part, by the claims. attached.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[0011] A presente invenção faz uso da observação de que em um processo de ODH utilizando um reator de leito fixo multitubular, os pontos quentes ocorrem quase sempre em uma porção a montante do leito de catalisador; portanto, uma temperatura baixa de refrigerante seria melhor aqui. No entanto, a uma temperatura de refrigerante tão baixa, há bastante espaço para um aumento de temperatura axial ao longo do comprimento do reator sem o risco de uma formação de ponto quente na porção a jusante do leito de catalisador.[0011] The present invention makes use of the observation that in an ODH process using a multitubular fixed bed reactor, hot spots almost always occur in an upstream portion of the catalyst bed; therefore, a low coolant temperature would be better here. However, at such a low coolant temperature, there is plenty of room for an axial temperature rise along the length of the reactor without the risk of a hot spot formation in the downstream portion of the catalyst bed.

[0012] Consequentemente, os presentes inventores revelaram que, utilizando os processos aqui divulgados, é possível minimizar ou evitar a formação de pontos quentes em uma porção a montante do leito de catalisador, enquanto simultaneamente alcança uma produtividade relativamente elevada em todo o leito de catalisador, sem a necessidade de diminuir o diâmetro do tubo e/ou aumentar o comprimento dos tubos. Em particular, verificou-se que estas vantagens podem ser conseguidas dividindo o espaço de invólucro interior de um reator de leito fixo multitubular em uma região a montante e em uma região a jusante, e fornecendo refrigerante às regiões a montante e a jusante em um padrão de fluxo, contrariamente à prática normal, a isotermia do lado do refrigerante é deliberadamente prejudicada pelo refrigerante circulante na região a montante no fluxo em contracorrente em relação ao fluxo do gás de alimentação e refrigerante circulante na região a jusante em fluxo de cocorrente em relação ao fluxo do gás de alimentação no que normalmente seria considerada uma taxa de fluxo insuficiente.[0012] Consequently, the present inventors have disclosed that, using the processes disclosed herein, it is possible to minimize or prevent the formation of hot spots in an upstream portion of the catalyst bed, while simultaneously achieving relatively high productivity throughout the entire catalyst bed. , without the need to decrease the tube diameter and/or increase the tube length. In particular, it has been found that these advantages can be achieved by dividing the interior casing space of a multitubular fixed-bed reactor into an upstream region and a downstream region, and supplying coolant to the upstream and downstream regions in a pattern. flow rate, contrary to normal practice, the refrigerant side isothermy is deliberately impaired by the refrigerant circulating in the upstream region in the countercurrent flow with respect to the supply gas flow and circulating refrigerant in the downstream region in cocurrent flow with respect to the supply gas flow at what would normally be considered an insufficient flow rate.

[0013] De acordo com os processos da presente descrição, o refrigerante é fornecido a uma região a montante de um espaço de invólucro interior de um reator de leito fixo multitubular em fluxo de contracorrente em relação ao fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator. A temperatura do refrigerante na região a montante geralmente aumentará, devido à remoção do calor da reação gerado na porção a montante do leito do catalisador, de tal forma que o refrigerante será mais quente quando retirado da região a montante em uma saída de refrigerante a montante do que fornecido à região a montante em uma entrada de refrigerante a montante.[0013] In accordance with the methods of the present description, the refrigerant is supplied to an upstream region of an interior casing space of a multitubular fixed bed reactor in countercurrent flow with respect to the flow of feed gas through the plurality of reactor tubes. The temperature of the coolant in the upstream region will generally increase, due to the removal of heat of reaction generated in the upstream portion of the catalyst bed, such that the coolant will be hotter when withdrawn from the upstream region at an upstream coolant outlet. than supplied to the upstream region on an upstream refrigerant inlet.

[0014] O refrigerante retirado da região a montante é então fornecido a uma região a jusante do espaço de invólucro interior do reator de leito fixo multitubular em fluxo de cocorrente a uma entrada de refrigerante a jusante que está ligada fluidamente à saída de refrigerante a montante através de um circuito refrigerante. Tal como na região a montante, a temperatura do refrigerante na região a jusante também aumentará geralmente, devido à remoção do calor da reação gerado na porção a jusante do leito do catalisador, de modo que o refrigerante seja mais quente quando retirado da região jusante em uma saída de refrigerante a jusante do que quando fornecida à região a jusante em uma entrada de refrigerante a jusante.[0014] The coolant taken from the upstream region is then supplied to a downstream region of the multitubular fixed bed reactor interior space in cocurrent flow to a downstream coolant inlet that is fluidly connected to the upstream coolant outlet through a refrigerant circuit. As in the upstream region, the temperature of the coolant in the downstream region will also generally increase, due to the removal of reaction heat generated in the downstream portion of the catalyst bed, so that the coolant is warmer when withdrawn from the downstream region in a downstream refrigerant outlet than when supplied to the downstream region at a downstream refrigerant inlet.

[0015] Em geral, o refrigerante é fornecido às regiões a montante e a jusante do espaço de invólucro interior do reator a uma taxa de fluxo que é suficientemente baixa para permitir um aumento da temperatura do refrigerante durante o seu fluxo através das respectivas regiões a montante e a jusante do espaço de invólucro interior do reator. Por exemplo, o refrigerante pode ser fornecido para a região a montante, a uma taxa de fluxo suficiente para permitir um aumento de temperatura do refrigerante de cerca de 1 a 25 °C, ou de 5 a 20 °C, ou de 5 a 15 °C na região a montante, conforme medida a partir de uma entrada de refrigerante a montante posicionada em ou perto da parte inferior da região a montante para uma saída de refrigerante a montante posicionada em ou próximo da parte superior da região a montante.[0015] In general, the coolant is supplied to the upstream and downstream regions of the reactor's inner casing space at a flow rate that is low enough to allow a rise in the temperature of the coolant as it flows through the respective upstream regions. upstream and downstream of the reactor's inner casing space. For example, refrigerant can be supplied to the upstream region at a flow rate sufficient to allow a temperature rise of the refrigerant of about 1 to 25 °C, or 5 to 20 °C, or 5 to 15 °C in the upstream region, as measured from an upstream refrigerant inlet positioned at or near the bottom of the upstream region to an upstream refrigerant outlet positioned at or near the top of the upstream region.

[0016] Da mesma forma, o refrigerante pode ser fornecido para a região a jusante, a uma taxa de fluxo suficiente para permitir um aumento de temperatura do refrigerante de cerca de 1 a 30 °C, ou de 5 a 25 °C, ou de 5 a 20 °C na região a jusante, conforme medida a partir de uma entrada de refrigerante a jusante posicionada no topo ou perto do topo da região a jusante para uma saída de refrigerante a jusante posicionada em ou perto do fundo da região a jusante. Como tal, o reator é operado de uma maneira em que a isotermicidade do lado do refrigerante é deliberadamente comprometida pela utilização de fluxo de contracorrente na região a montante e fluxo de refrigerante cocorrente na região a jusante, na qual seria geralmente considerada uma taxa de fluxo muito baixa, que, assim, permite que o lado do processo se torne notavelmente isotérmico.[0016] Likewise, refrigerant can be supplied to the downstream region at a flow rate sufficient to allow a temperature rise of the refrigerant of about 1 to 30 °C, or 5 to 25 °C, or 5 to 20 °C in the downstream region, as measured from a downstream refrigerant inlet positioned at or near the top of the downstream region to a downstream refrigerant outlet positioned at or near the bottom of the downstream region . As such, the reactor is operated in a manner where refrigerant-side isothermicity is deliberately compromised by using countercurrent flow in the upstream region and co-current refrigerant flow in the downstream region, at what would generally be considered a flow rate. very low, which thus allows the process side to become remarkably isothermal.

[0017] De acordo com os processos de desidrogenação oxidativa da presente divulgação, um gás de alimentação que compreende etano e oxigênio é fornecido para a entrada de um reator de leito fixo multitubular. Como aqui utilizado, o termo "gás de alimentação" é entendido como se referindo à totalidade da(s) corrente(s) gasosa(s) na(s) entrada(s) do reator. Assim, como será entendido por um versado na técnica, o gás de alimentação é frequentemente constituído por uma combinação de uma ou mais correntes gasosas, tais como uma corrente de etano, uma corrente contendo oxigênio, uma corrente de gás de reciclagem, etc. Opcionalmente, além do etano e do oxigênio, o gás de alimentação pode ainda compreender outros alcanos (por exemplo, metano, propano), monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, vapor, um gás inerte (como nitrogênio, hélio e/ou argônio) e/ou vários subprodutos da reação de ODH (por exemplo, acetileno, ácido acético).[0017] In accordance with the oxidative dehydrogenation processes of the present disclosure, a feed gas comprising ethane and oxygen is supplied to the inlet of a multitubular fixed bed reactor. As used herein, the term "feed gas" is understood to refer to the entire gas stream(s) at the reactor inlet(s). Thus, as one skilled in the art will appreciate, the feed gas is often a combination of one or more gas streams, such as an ethane stream, an oxygen-containing stream, a recycle gas stream, etc. Optionally, in addition to ethane and oxygen, the feed gas may also comprise other alkanes (e.g. methane, propane), carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, steam, an inert gas (e.g. nitrogen, helium and/or argon) and/or various by-products of the ODH reaction (eg acetylene, acetic acid).

[0018] Etano e oxigênio podem ser adicionados ao reator como alimentação mista, compreendendo opcionalmente outros componentes neles, na mesma entrada do reator. Alternativamente, o etano e o oxigênio podem ser adicionados em alimentações separadas, compreendendo opcionalmente outros componentes neles, ao reator na mesma entrada do reator ou em entradas separadas do reator. Além disso, a ordem e a maneira pela qual os componentes do gás de alimentação são fornecidos à entrada do reator não são particularmente limitados e, portanto, os componentes podem ser combinados simultaneamente ou sequencialmente. Além disso, os componentes do gás de alimentação podem opcionalmente ser vaporizados, pré-aquecidos e misturados (se desejado) antes de serem fornecidos à entrada do reator utilizando meios conhecidos dos versados na técnica. Por exemplo, as técnicas de pré-aquecimento podem incluir, por exemplo, a troca de calor do vapor, um fluido de transferência de calor (por exemplo, refrigerante), efluente do reator e/ou um forno.[0018] Ethane and oxygen can be added to the reactor as a mixed feed, optionally comprising other components in them, at the same reactor inlet. Alternatively, ethane and oxygen can be added in separate feeds, optionally comprising other components therein, to the reactor at the same reactor inlet or at separate reactor inlets. Furthermore, the order and manner in which the feed gas components are supplied to the reactor inlet are not particularly limited and therefore the components can be combined simultaneously or sequentially. In addition, the feed gas components may optionally be vaporized, preheated and mixed (if desired) before being supplied to the reactor inlet using means known to those skilled in the art. For example, preheating techniques may include, for example, heat exchange from steam, a heat transfer fluid (e.g. coolant), reactor effluent, and/or an oven.

[0019] O etano no gás de alimentação pode ser de qualquer fonte adequada, incluindo gás natural, desde que as impurezas sejam suficientemente removidas e possam incluir etano fresco, uma reciclagem do etano que não reagiu do efluente do reator, ou uma combinação dos mesmos. Da mesma forma, o oxigênio pode se originar de qualquer fonte adequada, como ar ou uma corrente de oxigênio de alta pureza. Esse oxigênio de elevada pureza pode ter uma pureza superior a 90%, de preferência superior a 95%, mais preferencialmente superior a 99% e mais preferencialmente superior a 99,4%.[0019] The ethane in the feed gas can be from any suitable source, including natural gas, as long as the impurities are sufficiently removed and may include fresh ethane, a recycle of unreacted ethane from the reactor effluent, or a combination thereof . Likewise, oxygen can originate from any suitable source, such as air or a stream of high-purity oxygen. Such high purity oxygen may be greater than 90%, preferably greater than 95%, more preferably greater than 99%, and most preferably greater than 99.4% pure.

[0020] Em geral, a razão molar entre oxigênio molecular e etano no gás de alimentação à entrada do reator pode estar na faixa de 0,01 a 1, mais apropriadamente 0,05 a 0,5. Preferencialmente, o gás de alimentação compreende de 5 a 35% em volume de oxigênio, em relação ao volume total do gás de alimentação, mais adequadamente 20 a 30% em volume de oxigênio e 40 a 80% em volume de etano, mais adequadamente 50 a 70% em volume de etano e menos de 80% (0 a 80) % em volume de um gás inerte, mais adequadamente menos de 50% (0 a 50) % em volume de um gás inerte, mais apropriadamente 5 a 35% em volume de um gás inerte, mais apropriadamente 10 a 20% em volume de um gás inerte. De modo geral, a concentração de oxigênio no gás de alimentação deve ser menor que a concentração de oxigênio que poderia formar uma mistura inflamável na entrada ou na saída do reator nas condições de operação prevalecentes.[0020] In general, the molar ratio of molecular oxygen to ethane in the feed gas at the entrance to the reactor can be in the range of 0.01 to 1, more appropriately 0.05 to 0.5. Preferably, the feed gas comprises from 5 to 35% by volume of oxygen, in relation to the total volume of the feed gas, more suitably 20 to 30% by volume of oxygen and 40 to 80% by volume of ethane, more suitably 50 to 70% by volume of ethane and less than 80% (0 to 80)% by volume of an inert gas, more suitably less than 50% (0 to 50)% by volume of an inert gas, more suitably 5 to 35% by volume of an inert gas, more appropriately 10 to 20% by volume of an inert gas. Generally speaking, the concentration of oxygen in the feed gas should be less than the concentration of oxygen that would form a flammable mixture at the reactor inlet or outlet under prevailing operating conditions.

[0021] Os reatores de leito fixo multitubulares adequados para utilização na presente divulgação não são particularmente limitados e podem incluir qualquer de uma variedade conhecida na técnica. Proporcionar um reator de leito fixo multitubular que compreende uma entrada de reator, um espaço de invólucro interior, uma partição perfurada que divide o espaço de invólucro interior em uma região a montante e uma região a jusante, e uma pluralidade de tubos de reator, em que a pluralidade de tubos de reator compreende um leito de catalisador que compreende um catalisador de desidrogenação oxidativa. Opcionalmente, além do leito de catalisador, os tubos do reator podem ainda compreender um leito de um material inerte.[0021] Multitube fixed bed reactors suitable for use in the present disclosure are not particularly limited and may include any of a variety known in the art. Providing a multi-tube fixed bed reactor comprising a reactor inlet, an inner casing space, a perforated partition dividing the inner casing space into an upstream region and a downstream region, and a plurality of reactor tubes, in that the plurality of reactor tubes comprises a catalyst bed comprising an oxidative dehydrogenation catalyst. Optionally, in addition to the catalyst bed, the reactor tubes may further comprise a bed of an inert material.

[0022] Dentro do reator, as extremidades superiores dos tubos do reator são tipicamente fixadas no lugar por uma placa de tubo superior e estão em comunicação fluida com a entrada do reator. Da mesma forma, as extremidades inferiores dos tubos do reator são tipicamente fixadas no lugar por uma placa de tubo inferior e estão em comunicação fluida com a saída do reator. De preferência, os tubos do reator estão dispostos no interior do reator de um modo substancialmente vertical, de modo que não sejam mais do que 5° a partir da vertical, e as placas de tubo superior e inferior são posicionadas no interior do reator de um modo substancialmente horizontal, de tal modo que elas sejam não mais do que 3° da horizontal.[0022] Inside the reactor, the upper ends of the reactor tubes are typically held in place by an upper tube plate and are in fluid communication with the reactor inlet. Likewise, the lower ends of the reactor tubes are typically held in place by a lower tube plate and are in fluid communication with the reactor outlet. Preferably, the reactor tubes are arranged substantially vertically within the reactor, so that they are no more than 5° from the vertical, and the upper and lower tube plates are positioned within the reactor at a distance. substantially horizontally, such that they are no more than 3° from the horizontal.

[0023] Enquanto o tamanho e o número de tubos do reator dentro de um reator de leito fixo multitubular podem variar amplamente de reator para reator, um tubo reator usado em um reator comercial pode geralmente ter um comprimento de 1 a 25 metros e um diâmetro interno do tubo de 10 a 80 milímetros. Além disso, o número de tubos de reator pode variar e pode variar em milhares, por exemplo, até 50.000.[0023] While the size and number of reactor tubes within a multitube fixed bed reactor can vary widely from reactor to reactor, a reactor tube used in a commercial reactor can generally have a length of 1 to 25 meters and a diameter inner tube from 10 to 80 millimeters. Also, the number of reactor tubes can vary and can vary by thousands, for example up to 50,000.

[0024] Uma partição perfurada que se estende transversalmente à pluralidade de tubos de reator divide o espaço de invólucro interior do reator em uma região a montante e em uma região a jusante. Em geral, a partição perfurada é uma placa com uma pluralidade de furos através dos quais os tubos do reator podem passar. Uma partição perfurada pode ser de qualquer material adequado, tal como metal (por exemplo, aço carbono).[0024] A perforated partition that extends transversely to the plurality of reactor tubes divides the reactor interior casing space into an upstream region and a downstream region. In general, the perforated partition is a plate with a plurality of holes through which the reactor tubes can pass. A perforated partition can be of any suitable material, such as metal (eg carbon steel).

[0025] A divisão perfurada é tipicamente disposta de tal modo que a região a montante seja de pelo menos 10% do comprimento do tubo do reator, ou pelo menos 15%, ou pelo menos 20%, ou pelo menos 25%, na mesma base e no máximo 70% do comprimento do tubo do reator, ou no máximo 40%, ou no máximo 30%, ou no máximo 25%, ou no máximo 20%, ou no máximo 15%, na mesma base, ou de 10% a 30% da comprimento do tubo do reator, ou de 10% a 25%, ou de 10% a 20%, ou de 10% a 15%, ou de 15% a 30%, ou de 15% a 25%, ou de 15% a 20 %, na mesma base. Correspondentemente, a região a jusante é tipicamente pelo menos 30% do comprimento do tubo do reator, ou pelo menos 60%, ou pelo menos 70%, ou pelo menos 75%, ou pelo menos 80%, ou pelo menos 85%, na mesma base, e no máximo 90% do comprimento do tubo do reator, ou no máximo 85%, ou no máximo 80%, ou no máximo 75%, na mesma base, ou de 70% a 90%, ou de 75% a 90%, ou de 80% a 90%, ou de 70% a 85%, ou de 75% a 85%, ou de 80% a 85%, uma na mesma base. Vantajosamente, ao dividir o espaço do invólucro interior em duas regiões separadas, é possível melhorar a distribuição do refrigerante no reator, proporcionando assim mais controle sobre a temperatura.[0025] The perforated division is typically arranged such that the upstream region is at least 10% of the length of the reactor tube, or at least 15%, or at least 20%, or at least 25% in it. base and a maximum of 70% of the length of the reactor tube, or a maximum of 40%, or a maximum of 30%, or a maximum of 25%, or a maximum of 20%, or a maximum of 15%, on the same basis, or of 10 % to 30% of the reactor tube length, or from 10% to 25%, or from 10% to 20%, or from 10% to 15%, or from 15% to 30%, or from 15% to 25% , or from 15% to 20%, on the same basis. Correspondingly, the downstream region is typically at least 30% of the reactor tube length, or at least 60%, or at least 70%, or at least 75%, or at least 80%, or at least 85%, in the same base, and maximum 90% of the reactor tube length, or maximum 85%, or maximum 80%, or maximum 75%, on the same base, or from 70% to 90%, or from 75% to 90%, or 80% to 90%, or 70% to 85%, or 75% to 85%, or 80% to 85%, one on the same basis. Advantageously, by dividing the space of the inner casing into two separate regions, it is possible to improve the distribution of the coolant in the reactor, thus providing more control over the temperature.

[0026] De acordo com os processos de ODH da presente divulgação, o etano e o oxigênio são deixados reagir na presença de um catalisador de desidrogenação oxidativa para produzir um efluente de reator compreendendo etileno. Em geral, vários processos de ODH são conhecidos e descritos na técnica e os processos de ODH da presente divulgação não são limitados nesse aspecto. Assim, o versado na técnica pode utilizar convenientemente qualquer um desses processos de acordo com os processos de ODH da presente divulgação. Por exemplo, processos de ODH adequados, incluindo catalisadores e outras condições do processo, incluem os descritos nos documentos US7091377, WO2003064035, US20040147393,WO2010096909 e US20100256432 mencionados acima, que são aqui incorporadas por referência.[0026] In accordance with the ODH processes of the present disclosure, ethane and oxygen are allowed to react in the presence of an oxidative dehydrogenation catalyst to produce a reactor effluent comprising ethylene. In general, various ODH processes are known and described in the art and the ODH processes of the present disclosure are not limited in that regard. Thus, one skilled in the art can conveniently utilize any of these processes in accordance with the ODH processes of the present disclosure. For example, suitable ODH processes, including catalysts and other process conditions, include those described in US7091377, WO2003064035, US20040147393, WO2010096909 and US20100256432 mentioned above, which are incorporated herein by reference.

[0027] Adequadamente, a temperatura na pluralidade de tubos de reator está na faixa de 100 a 600 °C, preferivelmente na faixa de 200 a 500 °C. Além disso, a pressão na pluralidade de tubos de reator está na faixa de 0,1 a 3 Mpaa (isto é, MPa absoluto”) (1 a 30 bara, isto é, “bar absoluto”), ou de 0,1 a 2 Mpaa (1 a 20 bara), ou de 0,1 a 1,5 Mpaa (1 a 15 bara), ou de 0,2 a 1,0 MPaa (2 a 10 bara), ou de 0,3 a 1,0 Mpaa (3 a 10 bara).[0027] Suitably, the temperature in the plurality of reactor tubes is in the range of 100 to 600 °C, preferably in the range of 200 to 500 °C. Furthermore, the pressure in the plurality of reactor tubes is in the range of 0.1 to 3 Mpaa (i.e. absolute MPa”) (1 to 30 bara, i.e. “absolute bar”), or from 0.1 to 2 Mpaa (1 to 20 bara), or from 0.1 to 1.5 Mpaa (1 to 15 bara), or from 0.2 to 1.0 MPaa (2 to 10 bara), or from 0.3 to 1 .0 Mpaa (3 to 10 bara).

[0028] Os catalisadores de desidrogenação oxidativa adequados para utilização na presente divulgação não são particularmente limitados e podem incluir qualquer catalisador de desidrogenação oxidativa de etano. A quantidade desse catalisador não é essencial. De um modo preferencial, é utilizada uma quantidade cataliticamente eficaz do catalisador, isto é, uma quantidade suficiente para promover a reação de oxidesidrogenação de etano.[0028] Suitable oxidative dehydrogenation catalysts for use in the present disclosure are not particularly limited and may include any ethane oxidative dehydrogenation catalyst. The amount of this catalyst is not essential. Preferably, a catalytically effective amount of the catalyst is used, i.e., an amount sufficient to promote the ethane oxydehydrogenation reaction.

[0029] Exemplos de catalisadores de desidrogenação oxidativa adequados incluem, mas não estão necessariamente limitados a, um ou mais catalisadores de óxidos metálicos mistos compreendendo molibdênio, vanádio, nióbio e opcionalmente telúrio como os metais e podem ter a seguinte fórmula: Mo1VaTebNbcOn em que: a, b, c e n representam a razão entre a quantidade molar do elemento em questão e a quantidade molar de molibdênio (Mo); a (para V) é de 0,01 a 1, de um modo preferencial, 0,05 a 0,60, de um modo mais preferencial, 0,10 a 0,40, de um modo mais preferencial, 0,20 a 0,35, de um modo muito preferencial, 0,25 a 0,30; b (para Te) é 0 ou de > 0 a 1, preferencialmente 0,01 a 0,40, mais preferencialmente 0,05 a 0,30, mais preferencialmente 0,05 a 0,20, mais preferencialmente 0,09 a 0,15; c (para Nb) é de > 0 a 1, preferencialmente 0,01 a 0,40, mais preferencialmente 0,05 a 0,30, mais preferencialmente 0,10 a 0,25, mais preferencialmente 0,14 a 0,20; e n (para O) é um número que é determinado pela valência e frequência de outros elementos além do oxigênio.[0029] Examples of suitable oxidative dehydrogenation catalysts include, but are not necessarily limited to, one or more mixed metal oxide catalysts comprising molybdenum, vanadium, niobium and optionally tellurium as the metals and may have the following formula: Mo1VaTebNbcOn wherein: a, b, c and n represent the ratio between the molar amount of the element in question and the molar amount of molybdenum (Mo); a (for V) is 0.01 to 1, preferably 0.05 to 0.60, more preferably 0.10 to 0.40, more preferably 0.20 to 0.35, most preferably 0.25 to 0.30; b (for Te) is 0 or from > 0 to 1, preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.05 to 0.20, most preferably 0.09 to 0 .15; c (for Nb) is >0 to 1, preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, more preferably 0.10 to 0.25, most preferably 0.14 to 0.20 ; and n (for O) is a number that is determined by the valence and frequency of elements other than oxygen.

[0030] Opcionalmente, um leito de catalisador pode compreender mais do que um catalisador de desidrogenação oxidativa. Por exemplo, em uma modalidade, um leito de catalisador pode compreender uma pluralidade de catalisadores de desidrogenação oxidativa possuindo níveis de atividade variados (por exemplo, de modo a variar o nível de atividade ao longo do comprimento do tubo do reator). Além disso, se desejado, o leito de catalisador pode ainda compreender material inerte (por exemplo, para diluir e/ou reduzir a atividade do leito de catalisador). Opcionalmente, em outra modalidade, um leito de catalisador pode compreender um catalisador de desidrogenação oxidativa compreendendo telúrio em um leito de catalisador a montante posicionado no interior da região a montante e um catalisador de remoção desidrogenação oxidativa/oxigênio em um leito de catalisador a jusante posicionado no interior da região a jusante.[0030] Optionally, a catalyst bed may comprise more than one oxidative dehydrogenation catalyst. For example, in one embodiment, a catalyst bed may comprise a plurality of oxidative dehydrogenation catalysts having varying activity levels (e.g., so as to vary the activity level along the length of the reactor tube). Furthermore, if desired, the catalyst bed may further comprise inert material (e.g. to dilute and/or reduce the activity of the catalyst bed). Optionally, in another embodiment, a catalyst bed may comprise an oxidative dehydrogenation catalyst comprising tellurium in an upstream catalyst bed positioned within the upstream region and an oxidative dehydrogenation/oxygen removal catalyst in a positioned downstream catalyst bed. within the downstream region.

[0031] De preferência, o catalisador de desidrogenação oxidativa é heterogêneo e na forma de partículas. Além disso, de preferência, o dito catalisador heterogéneo é poroso, especificamente um catalisador de particulado poroso.[0031] Preferably, the oxidative dehydrogenation catalyst is heterogeneous and in particulate form. Furthermore, preferably said heterogeneous catalyst is porous, specifically a porous particulate catalyst.

[0032] Como mencionado, de acordo com os processos da presente descrição, o refrigerante é fornecido a uma região a montante do espaço de invólucro interior de um reator de leito fixo multitubular em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator. O refrigerante é tipicamente fornecido para a região a montante através de uma entrada de refrigerante a montante localizada em ou perto da parte inferior da região a montante. Da mesma forma, o refrigerante é tipicamente removido da região a montante através de uma saída de refrigerante a montante localizada em ou próximo do topo da região a montante.[0032] As mentioned, according to the processes of the present description, the refrigerant is supplied to an upstream region of the interior casing space of a multitubular fixed bed reactor in a flow pattern that is countercurrent with the flow of the flue gas. feeding through the plurality of reactor tubes. Refrigerant is typically supplied to the upstream region through an upstream refrigerant inlet located at or near the bottom of the upstream region. Likewise, refrigerant is typically removed from the upstream region through an upstream refrigerant outlet located at or near the top of the upstream region.

[0033] O refrigerante pode ser suprido e removido da região a montante do espaço do invólucro interior do reator de qualquer maneira adequada, desde que o fluxo do refrigerante na região a montante seja em contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator. Tipicamente, o refrigerante é fornecido para a região a montante através de um circuito de refrigerante, o qual opcionalmente compreende um ou mais aparelhos de arrefecimento (por exemplo, permutador de calor, tambor de vapor, etc.) e uma ou mais bombas de circulação.[0033] Refrigerant may be supplied to and removed from the upstream region of the reactor interior casing space in any suitable manner, provided that the flow of refrigerant in the upstream region is countercurrent to the flow of feed gas through the plurality of reactor tubes. Typically, the refrigerant is supplied to the upstream region through a refrigerant circuit, which optionally comprises one or more cooling apparatus (e.g. heat exchanger, steam drum, etc.) and one or more circulation pumps. .

[0034] Ainda, de acordo com os processos da presente revelação, o refrigerante é fornecido à região a jusante do espaço de invólucro interior do reator de leito fixo multitubular em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator. O refrigerante é fornecido à região a jusante através de uma entrada de refrigerante a jusante que está conectada de forma fluida à saída de refrigerante a montante e está tipicamente localizada em ou próximo do topo da região a jusante. O refrigerante é removido da região a jusante através de uma saída de refrigerante a jusante localizada em ou próximo à parte inferior da região a jusante. O refrigerante pode ser suprido e removido da região a jusante do espaço interior do invólucro do reator de qualquer maneira adequada, desde que o fluxo do refrigerante na região a jusante seja cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator. Tipicamente, o refrigerante é fornecido da região a montante para a região a jusante através de um circuito de refrigeração, que compreende opcionalmente um aparelho de arrefecimento (por exemplo, permutador de calor, tambor de vapor, etc.) e uma bomba de circulação.[0034] Further, in accordance with the processes of the present disclosure, the refrigerant is supplied to the region downstream of the interior casing space of the multitubular fixed bed reactor in a flow pattern that is concurrent with the flow of the feed gas through the plurality of reactor tubes. Refrigerant is supplied to the downstream region through a downstream refrigerant inlet that is fluidly connected to the upstream refrigerant outlet and is typically located at or near the top of the downstream region. Refrigerant is removed from the downstream region through a downstream refrigerant outlet located at or near the bottom of the downstream region. Refrigerant may be supplied to and removed from the downstream region of the interior space of the reactor shell in any suitable manner, provided that the flow of refrigerant in the downstream region is co-current with the flow of feed gas through the plurality of reactor tubes. Typically, the refrigerant is supplied from the upstream region to the downstream region via a refrigeration circuit, which optionally comprises a cooling apparatus (e.g. heat exchanger, steam drum, etc.) and a circulation pump.

[0035] O refrigerante é de preferência fornecido para a região a montante do espaço de invólucro interior do reator a uma taxa de fluxo suficiente para permitir um aumento de temperatura do refrigerante de cerca de 1 a 25 °C, ou de 5 a 20 °C, ou de 5 a 15 °C, tal como medido a partir de uma entrada de refrigerante a montante posicionada em ou perto da parte inferior da região a montante de uma saída de água a montante posicionada em ou perto do topo da região a montante.[0035] The coolant is preferably supplied to the upstream region of the reactor's inner casing space at a flow rate sufficient to allow a coolant temperature rise of about 1 to 25°C, or 5 to 20° C, or 5 to 15 °C, as measured from an upstream refrigerant inlet positioned at or near the bottom of the upstream region to an upstream water outlet positioned at or near the top of the upstream region .

[0036] Da mesma forma, o refrigerante é de preferência fornecido para a região a jusante, a uma taxa de fluxo suficiente para permitir um aumento de temperatura do refrigerante de cerca de 1 a 30 °C, ou de 5 a 25 °C, ou de 5 a 20 °C, conforme medida a partir de uma entrada de refrigerante a jusante posicionada em ou próxima do topo da região a jusante para uma saída de refrigerante a jusante posicionada em ou próxima do fundo da região a jusante.[0036] Likewise, the refrigerant is preferably supplied to the downstream region at a flow rate sufficient to allow a temperature rise of the refrigerant of about 1 to 30 °C, or 5 to 25 °C, or 5 to 20 °C, as measured from a downstream refrigerant inlet positioned at or near the top of the downstream region to a downstream refrigerant outlet positioned at or near the bottom of the downstream region.

[0037] Como será apreciado por um versado na técnica, as taxas de fluxo de refrigerante a montante e a jusante adequadas podem variar muito, dependendo, pelo menos em parte, da configuração específica do reator de leito fixo multitubular (por exemplo, o comprimento e o diâmetro interno dos tubos dentro do reator, o tamanho comparativo das regiões a montante e a jusante), as condições do processo, o nível de atividade do catalisador de ODH empregado, o tamanho e/ou a forma do catalisador empregado, bem como a capacidade de calor particular do refrigerante. Está dentro da capacidade de um versado na técnica selecionar taxas de fluxo de refrigerante a montante e a jusante adequadas, tomando em consideração, por exemplo, os parâmetros acima mencionados. Adequadamente, se desejado, modelos de simulação podem ser usados para determinar as taxas de fluxo de refrigerante apropriadas necessárias para atingir os diferenciais de temperatura de refrigerante desejados. É feita referência a, por exemplo, A. Soria Lopez, et al., “Parametric Sensitivity of a Fixed Bed Catalytic Reactor”, Chemical Engineering Science, Volume 36 (1981), páginas 285 a 291, para discussão adicional relativa aos efeitos de variação de temperatura em um refrigerante cocorrente na operação de um reator de leito fixo. O refrigerante adequado pode ser qualquer fluido adequado para transferência de calor, por exemplo, um sal fundido ou um material orgânico adequado para troca de calor (por exemplo, óleo, querosene, etc.). De preferência, o arrefecimento no presente processo é realizado sob condições de não ebulição. Em particular, é preferencial que no presente processo o refrigerante não ferva.[0037] As will be appreciated by one skilled in the art, suitable upstream and downstream refrigerant flow rates can vary widely depending, at least in part, on the specific configuration of the multitubular fixed bed reactor (e.g., the length and the inner diameter of the tubes inside the reactor, the comparative size of the upstream and downstream regions), the process conditions, the activity level of the ODH catalyst used, the size and/or shape of the catalyst used, as well as the particular heat capacity of the refrigerant. It is within the skill of one skilled in the art to select suitable upstream and downstream refrigerant flow rates, taking into account, for example, the aforementioned parameters. Accordingly, if desired, simulation models can be used to determine the appropriate refrigerant flow rates necessary to achieve the desired refrigerant temperature differentials. Reference is made to, for example, A. Soria Lopez, et al., “Parametric Sensitivity of a Fixed Bed Catalytic Reactor”, Chemical Engineering Science, Volume 36 (1981), pages 285 to 291, for further discussion concerning the effects of temperature variation in a concurrent refrigerant in the operation of a fixed bed reactor. Suitable refrigerant may be any fluid suitable for heat transfer, for example a molten salt or an organic material suitable for heat exchange (e.g. oil, kerosene, etc.). Preferably, the cooling in the present process is carried out under non-boiling conditions. In particular, it is preferred that in the present process the refrigerant does not boil.

[0038] Adequadamente, a temperatura de refrigerante de entrada a montante é tipicamente pelo menos 250 °C, ou pelo menos 275 °C, ou pelo menos 300 °C, ou pelo menos 310 °C, ou pelo menos 320 °C e tipicamente no máximo 499 °C ou, no máximo, a 450 °C, ou no máximo a 425 °C, ou no máximo a 400 °C, ou no máximo a 380 °C, ou de 250 °C a 499 °C, ou de 250 °C a 400 °C, ou de 300 °C a 400 °C, ou de 320 °C a 380 °C.[0038] Suitably, the upstream inlet refrigerant temperature is typically at least 250°C, or at least 275°C, or at least 300°C, or at least 310°C, or at least 320°C and typically at most 499 °C, or at most 450 °C, or at most 425 °C, or at most 400 °C, or at most 380 °C, or from 250 °C to 499 °C, or from 250 °C to 400 °C, or from 300 °C to 400 °C, or from 320 °C to 380 °C.

[0039] Além disso, de acordo com os processos da presente divulgação, o refrigerante é preferencialmente fornecido à região a jusante do espaço de invólucro interior do reator através da entrada de refrigerante a jusante a uma temperatura de refrigerante de entrada a jusante (isto é, a temperatura do refrigerante medida no entrada do refrigerante a jusante) que excede a da temperatura do refrigerante de entrada a montante (isto é, a temperatura do refrigerante como medida na entrada de refrigerante a montante) em, pelo menos, 1 °C, ou pelo menos 3 °C acima, ou pelo menos 5 °C acima, ou pelo menos 10 °C acima, e tipicamente no máximo 25 °C acima, ou no máximo 20 °C acima, ou no máximo 15 °C, ou de 1 °C a 25 °C acima, ou de 5 °C a 25 °C acima, ou de 5 °C a 20 °C acima, ou de 5 °C a 15 °C acima.[0039] Furthermore, in accordance with the methods of the present disclosure, the coolant is preferably supplied to the downstream region of the reactor's inner casing space via the downstream coolant inlet at a downstream inlet coolant temperature (i.e. , the temperature of the refrigerant measured at the inlet of the downstream refrigerant) that exceeds that of the temperature of the inlet refrigerant upstream (that is, the temperature of the refrigerant as measured at the inlet of the upstream refrigerant) by at least 1 °C, or at least 3 °C above, or at least 5 °C above, or at least 10 °C above, and typically at most 25 °C above, or at most 20 °C above, or at most 15 °C, or from 1 °C to 25 °C above, or from 5 °C to 25 °C above, or from 5 °C to 20 °C above, or from 5 °C to 15 °C above.

[0040] Adequadamente, a temperatura de refrigerante de entrada a jusante é tipicamente pelo menos 251 °C, ou pelo menos 255 °C, ou pelo menos 260 °C, ou pelo menos 275 °C, ou pelo menos 285 °C, ou pelo menos 300 °C, ou pelo menos 310 °C, ou pelo menos 320 °C, e tipicamente no máximo 500 °C, ou no máximo 450 °C, ou no máximo 425 °C, ou no máximo 400 °C, ou no máximo 380 °C, ou de 251 °C a 500 °C, ou de 255 °C a 500 °C, ou de 260 °C a 500 °C, ou de 251 °C a 400 °C, ou de 300 °C a 400 °C, ou de 320 °C a 380 °C.[0040] Suitably, the downstream inlet refrigerant temperature is typically at least 251 °C, or at least 255 °C, or at least 260 °C, or at least 275 °C, or at least 285 °C, or at least 300 °C, or at least 310 °C, or at least 320 °C, and typically at most 500 °C, or at most 450 °C, or at most 425 °C, or at most 400 °C, or maximum 380 °C, or 251 °C to 500 °C, or 255 °C to 500 °C, or 260 °C to 500 °C, or 251 °C to 400 °C, or 300 ° C to 400 °C, or from 320 °C to 380 °C.

[0041] Opcionalmente, o calor que é removido do reator pode ser usado para aquecer o gás de alimentação e/ou o refrigerante que é fornecido ao reator. Além disso, se desejado, o calor removido também pode ser usado para geração de vapor (ou pré-aquecimento da água de alimentação da caldeira) para uso como fonte de energia, incluindo como vapor ou ainda transformado em energia.[0041] Optionally, the heat that is removed from the reactor can be used to heat the feed gas and/or refrigerant that is supplied to the reactor. In addition, if desired, the heat removed can also be used to generate steam (or preheat boiler feedwater) for use as an energy source, including as steam or transformed into energy.

[0042] Em uma outra modalidade da presente invenção, o refrigerante retirado da região a montante é dividido em pelo menos duas porções, e uma das pelo menos duas porções de refrigerante separadas é fornecida à região a jusante em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator. Na dita modalidade, a quantidade relativa da porção de refrigerante dividida que é fornecida para a região a jusante, com base na quantidade total de refrigerante retirada da região a montante, é adequadamente de 30 a 70% em volume, mais adequadamente de 40 a 60% em volume, mais apropriadamente de 45 a 55% em volume.[0042] In another embodiment of the present invention, the refrigerant drawn from the upstream region is divided into at least two portions, and one of the at least two separate refrigerant portions is supplied to the downstream region in a flow pattern that is concurrent with the flow of feed gas through the plurality of reactor tubes. In said embodiment, the relative amount of the divided portion of refrigerant that is supplied to the downstream region, based on the total amount of refrigerant withdrawn from the upstream region, is suitably 30 to 70% by volume, more suitably 40 to 60 % by volume, more appropriately 45 to 55% by volume.

[0043] É agora feita referência à Figura 1, que é uma vista esquemática de um sistema de reação para a desidrogenação oxidativa do etano, de acordo com certas modalidades da presente divulgação. Ficará claro que a pessoa versada na técnica que como um diagrama esquemático essa figura não mostra todas as entradas, saídas, correntes de reciclagem necessárias, etc., que podem estar presentes no sistema de reação. Além disso, na figura, como será apreciado, os elementos podem ser adicionados, trocados e/ou eliminados de modo a proporcionar qualquer número de modalidades adicionais. Além disso, conforme será observado, a proporção e a escala relativa dos elementos fornecidos na Figura estão destinadas a ilustrar as modalidades da presente revelação e não devem ser interpretadas em um sentido limitante.[0043] Reference is now made to Figure 1, which is a schematic view of a reaction system for the oxidative dehydrogenation of ethane, in accordance with certain embodiments of the present disclosure. It will be clear to the person skilled in the art that as a schematic diagram this figure does not show all necessary inputs, outputs, recycling streams, etc., which may be present in the reaction system. Furthermore, in the figure, as will be appreciated, elements may be added, exchanged and/or deleted in order to provide any number of additional embodiments. Furthermore, as will be seen, the proportion and relative scale of the elements given in the Figure are intended to illustrate the embodiments of the present disclosure and should not be interpreted in a limiting sense.

[0044] Deve adicionalmente ser apreciado que a orientação/configuração mostrada na Figura 1 não pretende ser limitativa ou exaustiva de todas as orientações/configurações possíveis, mas pretende ser apenas um exemplo fornecido para ilustrar o espírito da invenção. Por exemplo, a entrada do reator é ilustrada como estando posicionada no topo do reator com o fluxo de reagentes a descer para a saída do reator posicionada no fundo; no entanto, deve ser entendido que a orientação pode variar da representada na Figura 1. Por exemplo, a orientação do reator pode ser invertida daquela mostrada na Figura 1 de tal modo que a entrada do reator seja posicionada, por exemplo, no fundo do reator com o fluxo de reagentes seguindo em direção a uma saída posicionada no topo do reator.[0044] It should further be appreciated that the orientation/configuration shown in Figure 1 is not intended to be limiting or exhaustive of all possible orientations/configurations, but is intended to be only an example provided to illustrate the spirit of the invention. For example, the reactor inlet is illustrated as being positioned at the top of the reactor with the flow of reactants descending to the reactor outlet positioned at the bottom; however, it should be understood that the orientation may vary from that shown in Figure 1. For example, the reactor orientation may be reversed from that shown in Figure 1 such that the reactor inlet is positioned, for example, at the bottom of the reactor with the flow of reactants heading towards an outlet positioned at the top of the reactor.

[0045] O reator de leito fixo multitubular (1) compreende a entrada do reator (2), o invólucro do reator (3), a partição perfurada (4) e uma pluralidade de tubos do reator aberto (5) posicionados substancialmente paralelos ao eixo geométrico longitudinal central (6) do reator (1). As extremidades superiores (7) dos tubos do reator (5) são conectadas a uma placa de tubo superior substancialmente horizontal (8) e as extremidades inferiores (9) dos tubos do reator (5) são conectadas a uma placa de tubo inferior substancialmente horizontal (10). A placa de tubo superior (8) e a placa de tubo inferior (10) são suportadas pela parede interna do reator (1).[0045] The multitubular fixed bed reactor (1) comprises the reactor inlet (2), the reactor shell (3), the perforated partition (4) and a plurality of open reactor tubes (5) positioned substantially parallel to the central longitudinal geometric axis (6) of the reactor (1). The upper ends (7) of the reactor tubes (5) are connected to a substantially horizontal upper tube plate (8) and the lower ends (9) of the reactor tubes (5) are connected to a substantially horizontal lower tube plate. (10). The upper tube plate (8) and the lower tube plate (10) are supported by the inner wall of the reactor (1).

[0046] Os tubos do reator (5) contêm um leito de catalisador (11) compreendendo um catalisador de desidrogenação oxidativa (12). Além do leito de catalisador (11), os tubos do reator (5) podem opcionalmente compreender ainda um leito de material inerte, tal como um leito inerte (13). Tipicamente, o leito de catalisador (11) é suportado nos tubos do reator (5) por um meio de suporte de catalisador (não mostrado) disposto nas extremidades inferiores (9) dos tubos do reator (5).[0046] The reactor tubes (5) contain a catalyst bed (11) comprising an oxidative dehydrogenation catalyst (12). In addition to the catalyst bed (11), the reactor tubes (5) may optionally further comprise a bed of inert material, such as an inert bed (13). Typically, the catalyst bed (11) is supported in the reactor tubes (5) by catalyst support means (not shown) disposed at the lower ends (9) of the reactor tubes (5).

[0047] A partição perfurada (4) é uma placa com uma pluralidade de aberturas através das quais os tubos do reator (5) podem passar. A partição perfurada (4) divide o espaço interior do invólucro (14) na região a montante (15) e na região a jusante (16).[0047] The perforated partition (4) is a plate with a plurality of openings through which the reactor tubes (5) can pass. The perforated partition (4) divides the interior space of the housing (14) into the upstream region (15) and the downstream region (16).

[0048] De acordo com os processos da presente descrição, um gás de alimentação (17) compreendendo etano e oxigênio é fornecido ao reator (1) através de uma ou mais entradas, como a entrada do reator (2) que está em comunicação fluida com as extremidades superiores (7) dos tubos do reator (5). Nos tubos do reator (5), o gás de alimentação (17) entra em contato com o leito de catalisador (11). O contato do gás de alimentação na presença de catalisador de desidrogenação oxidativa (12) em condições de reação apropriadas, como descrito acima, converte pelo menos uma porção do etano em etileno, água e subprodutos de reação, se houver. O efluente do reator (18) sai do reator (1) por meio de uma ou mais saídas, como a saída do reator (19), que está em comunicação fluida com as extremidades inferiores (9) dos tubos do reator (5).[0048] According to the processes of the present description, a feed gas (17) comprising ethane and oxygen is supplied to the reactor (1) through one or more inlets, such as the inlet of the reactor (2) which is in fluid communication with the upper ends (7) of the reactor tubes (5). In the reactor tubes (5), the feed gas (17) comes into contact with the catalyst bed (11). Contacting the feed gas in the presence of oxidative dehydrogenation catalyst (12) under appropriate reaction conditions as described above converts at least a portion of the ethane to ethylene, water and reaction by-products, if any. Reactor effluent (18) exits the reactor (1) through one or more outlets, such as the reactor outlet (19), which is in fluid communication with the lower ends (9) of the reactor tubes (5).

[0049] Como mostrado na Figura 1, o refrigerante é fornecido para a região a montante (15) através da entrada de refrigerante a montante (20) e é removido da região a montante (15) através da saída de refrigerante a montante (21). Além disso, o refrigerante é fornecido para a região a jusante (16) através da entrada de refrigerante a jusante (22), que é conectada à saída de refrigerante a montante (21) através do circuito de refrigeração (23) e é removido da região a jusante (16) através da saída de refrigerante a montante (24). Em ambas as regiões a montante e a jusante, o refrigerante circulante absorverá calor por contato com os tubos do reator (5) de tal forma que o refrigerante geralmente será mais quente quando retirado da saída de refrigerante a montante ou a jusante do que quando for suprido às respectivas entradas de refrigerante a montante ou a jusante. Adequadamente, um aparelho de refrigeração (não mostrado) pode opcionalmente ser utilizado para remover o calor do refrigerante antes de ser fornecido às regiões a montante e/ou a jusante. Opcionalmente, o espaço interno do invólucro (14) pode ser provido de defletores (não mostrados) para guiar o refrigerante.[0049] As shown in Figure 1, refrigerant is supplied to the upstream region (15) through the upstream refrigerant inlet (20) and is removed from the upstream region (15) through the upstream refrigerant outlet (21) ). Furthermore, the refrigerant is supplied to the downstream region (16) through the downstream refrigerant inlet (22), which is connected to the upstream refrigerant outlet (21) through the refrigeration circuit (23) and is removed from the downstream region (16) through the upstream refrigerant outlet (24). In both the upstream and downstream regions, the circulating refrigerant will absorb heat by contacting the reactor tubes (5) such that the refrigerant will generally be hotter when withdrawn from the upstream or downstream refrigerant outlet than when it is removed. supplied to the respective upstream or downstream refrigerant inlets. Suitably, a refrigeration apparatus (not shown) may optionally be used to remove heat from the refrigerant before it is supplied to the upstream and/or downstream regions. Optionally, the internal space of the housing (14) can be provided with baffles (not shown) to guide the coolant.

[0050] Como mencionado anteriormente, o refrigerante é fornecido à região a montante (15) em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através dos tubos do reator (5) e é fornecido à região a jusante (16) em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através dos tubos do reator (5). O refrigerante é de preferência fornecido à região a montante (15) a uma taxa de fluxo tal que a temperatura de refrigerante da saída a montante, como medido na saída de refrigerante a montante (21), exceda a temperatura de refrigerante da entrada a montante, como medido na entrada de refrigerante a montante (20), em 1 a 25 °C. O refrigerante é de preferência fornecido à região a jusante (16) a uma taxa de fluxo tal que a temperatura de saída do refrigerante a jusante medida na saída de refrigerante a jusante (24) exceda a temperatura de entrada a jusante medida na entrada de refrigerante a jusante (22) em 1 a 30 °C.[0050] As mentioned earlier, refrigerant is supplied to the upstream region (15) in a flow pattern that is countercurrent with the flow of feed gas through the reactor tubes (5) and is supplied to the downstream region (16). ) in a flow pattern that is concurrent with the flow of the feed gas through the reactor tubes (5). Refrigerant is preferably supplied to the upstream region (15) at a flow rate such that the upstream outlet refrigerant temperature, as measured at the upstream refrigerant outlet (21), exceeds the upstream inlet refrigerant temperature. , as measured at the upstream refrigerant inlet (20), at 1 to 25 °C. The refrigerant is preferably supplied to the downstream region (16) at a flow rate such that the downstream refrigerant outlet temperature measured at the downstream refrigerant outlet (24) exceeds the downstream inlet temperature measured at the refrigerant inlet. downstream (22) at 1 to 30°C.

[0051] A presente invenção também é aplicável a um processo para desidrogenação oxidativa de alcanos tendo um número de carbono maior que etano, em particular alcanos tendo um número de carbono de 3 a 6 átomos de carbono, incluindo propano, butano, pentano e hexano, mais especificamente propano e butano, mais especificamente propano.[0051] The present invention is also applicable to a process for the oxidative dehydrogenation of alkanes having a carbon number greater than ethane, in particular alkanes having a carbon number of 3 to 6 carbon atoms, including propane, butane, pentane and hexane. , more specifically propane and butane, more specifically propane.

[0052] A invenção é adicionalmente ilustrada pelos Exemplos a seguir.[0052] The invention is further illustrated by the Examples below.

EXEMPLOSEXAMPLES

[0053] Nos Exemplos presentes, um processo para a desidrogenação oxidativa (ODH) de etano para etileno é executado em um reator de leito fixo multitubular que compreende uma entrada de reator, um espaço de invólucro interior, uma partição perfurada que divide o espaço de invólucro interior em uma região a montante e uma região a jusante, exceto para (referência) o Exemplo 1 (em que nenhuma tal partição é usada), e uma pluralidade de tubos de reator, em que os tubos de reator compreendem um leito de catalisador que compreende um catalisador de desidrogenação oxidativa. O comprimento de cada tubo é de 6 metros. O diâmetro interno de cada tubo é de 1,91 cm (0,75 polegada).[0053] In the present Examples, a process for the oxidative dehydrogenation (ODH) of ethane to ethylene is carried out in a multitubular fixed bed reactor comprising a reactor inlet, an interior casing space, a perforated partition dividing the inner casing in an upstream region and a downstream region, except for (reference) Example 1 (where no such partition is used), and a plurality of reactor tubes, wherein the reactor tubes comprise a catalyst bed comprising an oxidative dehydrogenation catalyst. The length of each tube is 6 meters. The inside diameter of each tube is 1.91 cm (0.75 inch).

[0054] Um gás de alimentação compreendendo etano e oxigênio é fornecido à entrada do reator. A temperatura do gás de alimentação na dita entrada é de 160 °C. O etano e o oxigênio são deixados reagir na presença do catalisador acima mencionado para produzir um efluente do reator compreendendo etileno. Além disso, um refrigerante de sal fundido é fornecido para a região a montante em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através dos tubos do reator, o refrigerante é retirado da região a montante e o refrigerante retirado da região a montante é fornecido à região a jusante em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através dos tubos do reator. Uma configuração para executar os Exemplos 2, 3 e 4 é mostrada na Figura 1.[0054] A feed gas comprising ethane and oxygen is supplied to the reactor inlet. The temperature of the feed gas at said inlet is 160°C. Ethane and oxygen are allowed to react in the presence of the aforementioned catalyst to produce a reactor effluent comprising ethylene. In addition, a molten salt refrigerant is supplied to the upstream region in a flow pattern that is countercurrent with the flow of the feed gas through the reactor tubes, the refrigerant is withdrawn from the upstream region and the refrigerant withdrawn from the region. upstream is supplied to the downstream region in a flow pattern that is concurrent with the flow of feed gas through the reactor tubes. A configuration to run Examples 2, 3, and 4 is shown in Figure 1.

[0055] Na parte a montante do reator, a temperatura da corrente de processo compreendendo reagentes e/ou produtos (daqui em diante referida como "temperatura do processo") aumenta conforme uma consequência da reação de ODH de etano exotérmica ocorre. A dita temperatura do processo é igual à temperatura do catalisador. Ao mover-se ao longo do comprimento do reator a partir da entrada do reator a montante, a dita temperatura do processo aumenta até uma certa temperatura máxima (pico), após isso, a temperatura do processo diminuiria devido ao fato de a concentração de etano diminuir resultando em menos produção de calor. Uma temperatura de pico relativamente alta para a corrente de processo, em comparação com a temperatura média da corrente de processo, é desvantajoso na medida em que isso aumenta o risco de uma fuga do reator.[0055] In the upstream part of the reactor, the temperature of the process stream comprising reactants and/or products (hereinafter referred to as "process temperature") increases as a consequence of the exothermic ethane ODH reaction occurs. Said process temperature is equal to the catalyst temperature. When moving along the length of the reactor from the upstream reactor inlet, said process temperature increases to a certain maximum temperature (peak), after which the process temperature would decrease due to the fact that the ethane concentration decrease resulting in less heat production. A relatively high peak temperature for the process stream, compared to the average temperature of the process stream, is disadvantageous as it increases the risk of a reactor leak.

[0056] Nos presentes Exemplos, o efeito da partição perfurada acima mencionada, e a sua posição ao longo do comprimento do reator, na diferença entre a temperatura de pico do processo e a temperatura média do processo é avaliada. Geralmente, quanto maior a última diferença de temperatura, maior será a probabilidade de uma fuga do reator. Os dados de temperatura (em °C) e as posições da partição perfurada (distância em metros) em relação ao lado superior a montante, em relação a uma variedade de casos, são mostrados na Tabela 1 abaixo. Para os Exemplos 2, 3 e 4, respectivamente, a região a montante é de 63%, 37% e 25%, respectivamente, do comprimento dos tubos do reator.[0056] In the present Examples, the effect of the aforementioned perforated partition, and its position along the length of the reactor, on the difference between the peak process temperature and the mean process temperature is evaluated. Generally, the greater the last temperature difference, the greater the likelihood of a reactor leak. Temperature data (in °C) and perforated partition positions (distance in meters) from the upstream upper side, in relation to a variety of cases, are shown in Table 1 below. For Examples 2, 3 and 4, respectively, the upstream region is 63%, 37%, and 25%, respectively, of the length of the reactor tubes.

[0057] Para os Exemplos 2 a 4, os dados de temperatura (em °C) na Tabela 1 também incluem: 1) a diferença entre a temperatura de refrigerante de saída e a temperatura de refrigerante de entrada na região a montante (3a coluna da Tabela 1); 2) a diferença entre a temperatura de refrigerante de saída e a temperatura de refrigerante de entrada na região a jusante (4a coluna da Tabela 1); e 3) a diferença entre a temperatura de refrigerante de entrada na região a jusante e a temperatura de refrigerante de entrada na região a montante (5a coluna da Tabela 1).[0057] For Examples 2 to 4, the temperature data (in °C) in Table 1 also includes: 1) the difference between the outlet refrigerant temperature and the inlet refrigerant temperature in the upstream region (3rd column from Table 1); 2) the difference between the outlet refrigerant temperature and the inlet refrigerant temperature in the downstream region (4th column of Table 1); and 3) the difference between the inlet refrigerant temperature in the downstream region and the inlet refrigerant temperature in the upstream region (5th column of Table 1).

[0058] No Exemplo 1 (referência), nenhuma partição perfurada é usada (ou seja, nenhuma região separada a montante e a jusante), e o refrigerante é fornecido para todo o espaço interno do invólucro em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através dos tubos do reator em que o refrigerante é fornecido a uma entrada na parte inferior e retirado em uma saída no topo. No dito Exemplo 1, a diferença entre a temperatura do refrigerante de saída (355 °C) e a temperatura do refrigerante de entrada (350 °C) é de 5 °C. Em todos os Exemplos 2 a 4, a diferença entre a temperatura de refrigerante de saída a jusante (355 °C) e a temperatura de refrigerante de entrada a montante (350 °C) é também de 5 °C.[0058] In Example 1 (reference), no perforated partitions are used (i.e., no separate upstream and downstream regions), and refrigerant is supplied to the entire internal space of the enclosure in a flow pattern that is countercurrent with the flow of feed gas through reactor tubes where refrigerant is supplied to an inlet at the bottom and withdrawn at an outlet at the top. In said Example 1, the difference between the outlet refrigerant temperature (355°C) and the inlet refrigerant temperature (350°C) is 5°C. In all Examples 2 to 4, the difference between the downstream outlet refrigerant temperature (355 °C) and the upstream inlet refrigerant temperature (350 °C) is also 5 °C.

[0059] Além disso, nos presentes Exemplos, o espaço-tempo- rendimento (STY) é fixado em 700 g de etileno por litro de catalisador por hora. Além disso, a conversão de etano é estabelecida em 55% e a seletividade de etileno em 87%. A dita conversão de etano e STY é mantida constante nos ditos níveis por ajuste da atividade do catalisador. As pressões totais e parciais de etano (C2H6) e oxigênio (O2) na entrada do reator a montante são mantidas constantes: Ptotal = 0,6 MPa (6 bar); pC2H6 = 0,42 MPa (4,2 bar); pO2 = 0,18 MPa (1,8 bar). A velocidade espacial horária do gás (GHSV) é 1.950 h-1. A taxa de fluxo do refrigerante é mantida constante a 1.000 kg/hora/tubo.TABELA 1

Figure img0001
[0059] Furthermore, in the present Examples, the space-time-yield (STY) is set at 700 g of ethylene per liter of catalyst per hour. In addition, the ethane conversion is set at 55% and the ethylene selectivity at 87%. Said ethane and STY conversion is kept constant at said levels by adjusting catalyst activity. The total and partial pressures of ethane (C2H6) and oxygen (O2) at the upstream reactor inlet are kept constant: Ptotal = 0.6 MPa (6 bar); pC2H6 = 0.42 MPa (4.2 bar); pO2 = 0.18 MPa (1.8 bar). The hourly space velocity of the gas (GHSV) is 1950 h-1. The refrigerant flow rate is kept constant at 1000 kg/hour/tube.TABLE 1
Figure img0001

[0060] Surpreendentemente, resulta dos resultados da Tabela 1 acima que fornecendo uma partição perfurada no reator (criando assim uma região a montante e uma região a jusante) e tendo um fluxo de refrigerante em contracorrente na região a montante e um fluxo de refrigerante em cocorrente na região a jusante, a diferença entre a temperatura de pico do processo e a temperatura média do processo pode, com vantagem, ser mantida relativamente pequena, evitando ou minimizando, assim, o risco acima mencionado de uma fuga do reator. A diferença entre a temperatura de pico do processo e a temperatura média do processo é vantajosamente apenas 12,8 °C (Exemplo 2), 9,1 °C (Exemplo 3) e 7,2 °C (Exemplo 4), em oposição a 17,9 °C no Exemplo 1 (referência) em que nenhuma partição perfurada é usada.[0060] Surprisingly, it follows from the results of Table 1 above that by providing a perforated partition in the reactor (thus creating an upstream region and a downstream region) and having a countercurrent refrigerant flow in the upstream region and a refrigerant flow in cocurrent in the downstream region, the difference between the peak process temperature and the average process temperature can advantageously be kept relatively small, thus avoiding or minimizing the aforementioned risk of a reactor leak. The difference between the peak process temperature and the average process temperature is advantageously only 12.8 °C (Example 2), 9.1 °C (Example 3) and 7.2 °C (Example 4), as opposed to at 17.9°C in Example 1 (reference) where no perforated partition is used.

Claims (8)

1. Processo para a desidrogenação oxidativa de etano em etileno, caracterizado pelo fato de que compreende: proporcionar um reator de leito fixo multitubular (1) que compreende uma entrada de reator (2), um espaço de invólucro interior (14), uma partição perfurada (4) que divide o espaço de invólucro interior (14) em uma região a montante (15) e uma região a jusante (16), e uma pluralidade de tubos de reator (5), em que a pluralidade de tubos de reator (5) compreende um leito de catalisador que compreende um catalisador de desidrogenação oxidativa; fornecer um gás de alimentação que compreende etano e oxigênio à entrada de reator (2) e permitir que o etano e oxigênio reajam na presença do catalisador de desidrogenação oxidativa para produzir um efluente de reator que compreende etileno; fornecer um refrigerante à região a montante (15) em um padrão de fluxo que é contracorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator (5); e, retirar o refrigerante da região a montante (15) e fornecer pelo menos uma porção do refrigerante retirada da região a montante (15) para a região a jusante (16) em um padrão de fluxo que é cocorrente com o fluxo do gás de alimentação através da pluralidade de tubos de reator (5); e, em que o refrigerante é fornecido à região a jusante (16) em uma entrada de refrigerante a jusante (22) a uma temperatura de refrigerante de entrada a jusante, e é removido da região a jusante (16) em uma saída de refrigerante a jusante (24) a uma temperatura de refrigerante de saída a jusante, e em que a temperatura de refrigerante de saída a jusante excede a temperatura de refrigerante de entrada a jusante em 1 a 30 °C.1. Process for the oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene, characterized in that it comprises: providing a multitubular fixed bed reactor (1) comprising a reactor inlet (2), an inner casing space (14), a partition perforated (4) that divides the inner shell space (14) into an upstream region (15) and a downstream region (16), and a plurality of reactor tubes (5), wherein the plurality of reactor tubes (5) comprises a catalyst bed comprising an oxidative dehydrogenation catalyst; supplying a feed gas comprising ethane and oxygen to the reactor inlet (2) and allowing the ethane and oxygen to react in the presence of the oxidative dehydrogenation catalyst to produce a reactor effluent comprising ethylene; supplying a refrigerant to the upstream region (15) in a flow pattern that is countercurrent to the flow of the feed gas through the plurality of reactor tubes (5); and, withdrawing the refrigerant from the upstream region (15) and supplying at least a portion of the refrigerant withdrawn from the upstream region (15) to the downstream region (16) in a flow pattern that is concurrent with the flow of the exhaust gas. feeding through the plurality of reactor tubes (5); and, wherein the refrigerant is supplied to the downstream region (16) at a downstream refrigerant inlet (22) at a downstream inlet refrigerant temperature, and is removed from the downstream region (16) at a refrigerant outlet. downstream (24) at a downstream outlet refrigerant temperature, and wherein the downstream outlet refrigerant temperature exceeds the downstream inlet refrigerant temperature by 1 to 30°C. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o refrigerante é fornecido à região a montante (15) em uma entrada de refrigerante a montante (20) a uma temperatura de refrigerante de entrada a montante de 250 °C a 499 °C.2. Process according to claim 1, characterized in that the refrigerant is supplied to the upstream region (15) at an upstream refrigerant inlet (20) at an upstream refrigerant inlet temperature of 250 °C at 499°C. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o refrigerante é fornecido à região a montante (15) em uma entrada de refrigerante a montante (20) a uma temperatura de refrigerante de entrada a montante de 250 °C a 400 °C.3. Process according to claim 1, characterized in that the refrigerant is supplied to the upstream region (15) at an upstream refrigerant inlet (20) at an upstream refrigerant inlet temperature of 250 °C at 400°C. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o refrigerante é fornecido à região a jusante (16) em uma entrada de refrigerante a jusante (22) a uma temperatura de refrigerante de entrada a jusante de 251 °C a 500 °C.4. Process according to claim 1, characterized in that the refrigerant is supplied to the downstream region (16) at a downstream refrigerant inlet (22) at a downstream inlet refrigerant temperature of 251 °C at 500°C. 5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o refrigerante é fornecido à região a montante (15) em uma entrada de refrigerante a montante (20) a uma temperatura de refrigerante de entrada a montante, e é removido da região a montante (15) em uma saída de refrigerante a montante (21) a uma temperatura de refrigerante de saída a montante, e em que a temperatura de refrigerante de saída a montante excede a temperatura de refrigerante de entrada a montante em 1 °C a 25 °C.Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the refrigerant is supplied to the upstream region (15) at an upstream refrigerant inlet (20) at an upstream inlet refrigerant temperature, and is removed from the upstream region (15) at an upstream refrigerant outlet (21) at an upstream outlet refrigerant temperature, and wherein the upstream outlet refrigerant temperature exceeds the upstream inlet refrigerant temperature at 1°C to 25°C. 6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o refrigerante é fornecido à região a montante (15) em uma entrada de refrigerante a montante (20) em uma temperatura de refrigerante de entrada a montante, e é fornecido à região a jusante (16) em uma entrada de refrigerante a jusante (22) a uma temperatura de refrigerante de entrada a jusante, e em que a temperatura do refrigerante de entrada a jusante excede a temperatura de refrigerante de entrada a montante em 1 a 25 °C.Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the refrigerant is supplied to the upstream region (15) at an upstream refrigerant inlet (20) at an upstream inlet refrigerant temperature, and is supplied to the downstream region (16) at a downstream refrigerant inlet (22) at a downstream inlet refrigerant temperature, and wherein the downstream inlet refrigerant temperature exceeds the upstream inlet refrigerant temperature at 1 to 25°C. 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a região a montante (15) é de 10 a 30% do comprimento dos tubos de reator (5).7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the upstream region (15) is from 10 to 30% of the length of the reactor tubes (5). 8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o catalisador de desidrogenação oxidativa no leito de catalisador tem a seguinte fórmula: Mo1VaTebNbcOn em que: a, b, c e n representam a razão entre a quantidade molar do elemento em questão e a quantidade molar de molibdênio; a é de 0,01 a 1; b é 0 ou de > 0 a 1; c é de > 0 a 1; e n é um número que é determinado pela valência e frequência de outros elementos além do oxigênio.8. Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the oxidative dehydrogenation catalyst in the catalyst bed has the following formula: Mo1VaTebNbcOn in which: a, b, c and n represent the ratio between the molar amount of the element in question and the molar amount of molybdenum; a is from 0.01 to 1; b is 0 or from > 0 to 1; c is > 0 to 1; and n is a number that is determined by the valence and frequency of elements other than oxygen.
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